- se rappeler les réactions par lesquelles les amines peuvent être produites : (a) réaction d'un halogénure d'alkyle avec $\text{NH}_3$ dans l'éthanol chauffé sous pression La classification des amines ne sera pas testée au niveau AS.
Composés azotés
Chimie A-Level · Sujet 19
7:46
Composés azotés
Regardez le fil d'une veste, d'une corde, d'un bas de nylon. Il est construit à partir de deux sortes de molécules, reliées encore et encore — l'une avec un groupe azote…
Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés
19.1
Amines primaires
Programme
Source : Programme Cambridge International
Une amine 胺 possède un groupe $\text{–NH}_2$ (l'azote remplace un hydrogène de l'ammoniac).
Préparation d'une amine primaire
Chauffez un halogénure d'alcyle 卤代烷 avec de l'ammoniaque dissoute dans l'éthanol, sous pression :
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{NH}_3 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 + \text{HBr}$$
Il s'agit d'une substitution nucléophile 亲核取代 : la paire libre sur l'azote de l'ammoniaque attaque le carbone légèrement positif et repousse l'halogène. On utilise un excès d'ammoniaque, sinon l'amine formée peut réagir à nouveau.
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Lab de réaction des amines
Classifiez les exemples d'amines selon leur basicité et leur comportement nucléophile.
Vocabulaire
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| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| amine/ˈæmaɪn/ | 胺 | àn |
| halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ | 卤代烷 | lǔ dài wán |
| nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | 亲核取代 | qīn hé qǔ dài |
19.2
Nitriles et hydroxynitriles
Programme
- se rappeler les réactions par lesquelles les nitriles peuvent être produits : (a) réaction d'un halogénure d'alkyle avec $\text{KCN}$ dans l'éthanol et chaleur
- se rappeler les réactions par lesquelles les hydroxynitriles peuvent être produits : (a) la réaction d'aldéhydes et cétones avec $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ comme catalyseur, et chaleur
- décrire l'hydrolyse des nitriles avec un acide dilué ou une base diluée suivie d'une acidification pour produire un acide carboxylique
Source : Programme Cambridge International
Préparation d'un nitrile
Chauffez un halogénure d'alcyle avec du cyanure de potassium ($\text{KCN}$) dans l'éthanol :
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{KCN} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{CN} + \text{KBr}$$
C'est aussi une substitution nucléophile, avec l'ion $\text{CN}^-$ comme nucléophile. C'est utile car il ajoute un atome de carbone à la chaîne. Le produit est un nitrile 腈.
Préparation d'un hydroxynitrile
Ajoutez $\text{HCN}$ (avec $\text{KCN}$ comme catalyseur, et chauffez) à un aldéhyde 醛 ou une cétone 酮. Le $\text{H}$ et le $\text{CN}$ s'additionnent sur la liaison C=O pour former un hydroxynitrile 羟基腈. Le réactif est le cyanure d'hydrogène 氰化氢, et le mécanisme est une addition nucléophile 亲核加成.
Hydrolyse des nitriles
Réchauffez un nitrile avec un acide dilué (ou une base diluée, puis acidifiez). Cette hydrolyse 水解 transforme le groupe $\text{–CN}$ en groupe $\text{–COOH}$, donnant un acide carboxylique 羧酸 :
$$\text{CH}_3\text{CN} + 2\text{H}_2\text{O} + \text{HCl} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{NH}_4\text{Cl}$$
Un nitrile peut également être réduit par de l'hydrogène et un catalyseur pour former une amine, ce qui constitue la voie de réduction 还原 vers une amine à chaîne plus longue.
Exemple résolu. À partir du bromoéthane, fabriquer de l'acide propanoïque. Comparez d'abord les carbones : le bromoéthane en a 2, l'acide propanoïque en a 3, donc un carbone doit être ajouté - et l'étape $\text{KCN}$ est la réaction qui le fait. Étape 1 : chauffer doucement le bromoéthane avec du cyanure d'hydrogène éthanolique $\text{KCN}$ ; une substitution nucléophile donne de la propanenitrile, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CN}$, qui possède maintenant 3 carbones car le carbone $\text{CN}$ rejoint la chaîne. Étape 2 : reflux de la nitrile avec une solution diluée de $\text{HCl}$ ; l'hydrolyse donne de l'acide propanoïque. Comptez les carbones avant de planifier : chaque fois que la cible a exactement un carbone de plus que le matériau de départ, la voie de la nitrile est presque toujours la réponse attendue, et souvenez-vous que le carbone $\text{CN}$ fait partie de la nouvelle chaîne.
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Voie de synthèse des nitriles
Suivez les nitriles et hydroxynitriles comme outils d'allongement de chaîne carbonée.
Vocabulaire
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| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| nitrile/ˈnaɪtraɪl/ | 腈 | jīng |
| aldehyde/ˈældɪhaɪd/ | 醛 | quán |
| ketone/ˈketəʊn/ | 酮 | tóng |
| hydroxynitrile/haɪˈdrɒksɪnaɪtraɪl/ | 羟基腈 | qiǎng jī jīng |
| hydrogen cyanide/ˈhaɪdrədʒn ˈsaɪənaɪd/ | 氰化氢 | qíng huà qīng |
| nucleophilic addition/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ | 亲核加成 | qīn hé jiā chéng |
| hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ | 水解 | shuǐ jiě |
| carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ | 羧酸 | suō suān |
| reduction/rɪˈdʌkʃn/ | 还原 | huán yuán |
19.2
Conseils d'examen
- Les amines sont des bases (la paire libre de N accepte $\text{H}^+$) ; les amines aliphatiques sont des bases plus fortes que l'ammoniac.
- Fabrication des amines : réduisez un nitrile, ou réagissez un halogénure d'alkyle avec un excès d'ammoniac.
- KCN ajoute un atome de carbone (halogénure d'alkyle → nitrile) — suivez attentivement le nombre d'atomes de carbone dans les voies de synthèse.
- State reagents and conditions precisely for each conversion.
Leçons interactives sur ce sujet
Traversez-le étape par étape, avec des exercices à vérification instantanée.